Curso Introducción al uso de instrumentación electrónica

Descripción

En muchas ocasiones los laboratorios de enseñanza en las universidades pueden ser bastante tradicionales, con un enfoque en transmitir conocimientos teóricos que se consideran establecidos y que, por lo tanto, no se cuestionan con frecuencia. Esto es especialmente cierto en campos como la física, la ingeniería y otras ciencias duras, donde se enseñan conceptos fundamentales que han sido probados y validados durante mucho tiempo. En cuanto al uso de instrumentos en los laboratorios, se enseña de manera empírica o con un enfoque práctico limitado, sin profundizar en todas las capacidades y avances tecnológicos que esos instrumentos pueden ofrecer. Este punto en particular ocasiona que los cursos de enseñanza experimental sea acotada por el conocimiento previo del profesor y lo limite a la enseñanza de seguir las instrucciones empíricas que le fueron transmitidas en su época de estudiante; y en el mejor de los casos la experiencia obtenida por el tiempo en la loable labor de la enseñanza el profesor muestre un conocimiento mayor al que le fue enseñado o transmitido.
El párrafo anterior pretende resumir una de las experiencias que se obtuvieron durante los años de pandemia en la que se organizaron reuniones entre colegas experimentales en un seminario denominado: Seminario y Foro de Docencia Experimental, durante estas reuniones se reflejaron desafíos significativos en la educación, especialmente en áreas que dependen del uso práctico de instrumentos como en los laboratorios. La falta de interés, por parte de los profesores, en seguir manuales y el hecho de que no se ofrezcan suficientes cursos de capacitación para el uso adecuado de los instrumentos son problemas manifestados durante las reuniones y los cuales son las causales que pueden afectar tanto la calidad de la enseñanza como el estado de los equipos.
Este tipo de situaciones pone de relieve la necesidad de mejorar la formación continua para los docentes y de implementar programas que fomenten un uso más consciente y responsable de los recursos disponibles en los laboratorios. Además, es esencial promover una cultura de aprendizaje colaborativo donde los profesores puedan compartir conocimientos y experiencias para mejorar la enseñanza práctica, incluso en situaciones adversas como la que se vivió durante la pandemia.
Profesores de Biología, Física, Ciencias de la Tierra, Ingeniería, Física biomédica, y toda carrera afín con laboratorios de enseñanza; sin duda alguna será de gran utilidad el conocimiento de este curso. Si bien el curso está enfocado a cuatro importantes instrumentos (osciloscopio, multímetro, fuente de voltaje y generador de funciones), instrumentos útiles en las carreras antes mencionadas, el conocimiento vertido durante el curso es importante en cualquier instrumento que proporcione o mida una señal. Esto significa que las variables revisadas durante el curso son muy importantes en cualquier instrumento de adquisición o generadora de señal. Por otro lado, se le proporcionará a los asistentes a este curso el conocimiento del lenguaje técnico mínimo necesario para elegir un instrumento con las características deseadas y puedan proponer, diseñar o construir, un dispositivo mecánico, electrónico o eléctrico para transmitir un determinado concepto en los laboratorios de enseñanza o adquirir un equipo para una determinada investigación.

Objetivos

Objetivo general: Al finalizar el curso, los participantes serán capaces de describir y estimar las variables importantes de cualquier instrumento de medida o adquisición de señales, catalogar y manipular estos instrumentos con destreza, analizar sus capacidades en diferentes contextos, y evaluar y optimizar su uso mediante un enfoque crítico y fundamentado, incluyendo propuestas de mejoras y aplicaciones innovadoras.

Objetivos específicos:

• 1. Conocimiento, comprensión y análisis
  Identificar y describir la simbología, leyes y conceptos básicos de circuitos eléctricos, incluyendo circuitos en serie y paralelo, divisores de voltaje y análisis de circuitos dependientes de la frecuencia. Interpretar el funcionamiento y las características de los instrumentos, diferenciando y clasificando los tipos de acoplamiento, características fundamentales de cualquier instrumento de medición o adquisición.
• 2. Aplicación:
  Manipular los instrumentos de uso general como el multímetro, osciloscopio, generador de funciones y fuentes de voltaje, demostrando su utilidad en diversas disciplinas científicas. Analizar las limitaciones de los instrumentos que miden o proporcionan señales, utilizando circuitos de referencia para evaluar sus características y desempeño.
• 3. Síntesis y Evaluación
  Generalizar conceptos de instrumentos empleados en diversas áreas de la ciencia, como Biología, Física, Ciencias de la Tierra, Física Biomédica e Ingeniería. Establecer la relación entre los instrumentos revisados en el curso y aquellos utilizados en las áreas mencionadas. Valorar los instrumentos desde una perspectiva crítica y fundamentada, tomando decisiones justificadas en la adquisición de equipos para su uso en enseñanza o investigación.

Con la consecución de estos objetivos, los asistentes serán capaces de recuperar y comprender información sobre los instrumentos de laboratorio, representarla en contextos prácticos, aplicar este conocimiento en situaciones experimentales, analizar las características y funcionalidades de los instrumentos para evaluar su desempeño, y sintetizar nuevas aplicaciones o mejoras basadas en sus características y usos en la enseñanza e investigación.

Metas

Los egresados de este curso identificarán las limitaciones de medición o adquisición de señales empleando instrumentos, comúnmente empleados en un laboratorio de enseñanza, incluso en laboratorios de investigación, debido a sus características intrínsecas de los mismos. Interpretarán y asociarán el conocimiento previo sobre los tipos de señales a las obtenidos en cada experimento que se desarrollará durante el curso. Utilizarán la Estación Generadora y Operadora de Señales (E.G.O.S.) diseñada y construida para transmitir de manera experimental temas que hasta hoy día solo han sido mostrados teóricamente. Tales como: Figuras de Lissajous, interferencia de señales (constructiva y destructiva) y la Transformada de Fourier. Es importante señalar que EGOS es un instrumento que no existe en el mercado, pero que se les puede proporcionar la tableta para su elaboración, y que sin duda será de gran utilidad en sus cursos de enseñanza.
Los asistentes al curso se les proporcionará de habilidades y conocimientos necesarios para identificar y comprender las Características del osciloscopio, generador de funciones y multímetro comúnmente empleados en un laboratorio de enseñanza mediante el conocimiento de propiedades específicas de los instrumentos educativos que pueden afectar no sólo la precisión y confiabilidad de las mediciones, sino aún más importante pueden dañar otros instrumentos o circuitos desarrollados en la enseñanza o experimentación. Así mismo desarrollar la capacidad de evaluar críticamente los instrumentos existentes y determinar su idoneidad para diferentes contextos educativos. Por último fomentar la innovación y el desarrollo de nuevos instrumentos educativos que se adapten mejor a las necesidades específicas de los estudiantes.

Requisitos

Requisitos de ingreso: Ser profesor de cualquier nivel de enseñanza de laboratorio, o estudiante de licenciatura de la carrera de ciencias e ingeniería.
Requisitos de permanencia: Tener al menos 80% de asistencia.

Procesos de evaluación

La evaluación se hará con la entrega de 5 ensayos (mínimo de 4 cuartillas por ensayo ) de experimentos desarrollados durante el curso.
Un reporte, tipo artículo de una investigación, sobre un proyecto de los cinco propuesto a continuación.
Propuesta de proyectos:

• 1.- Transmisión de ondas en medios sólidos.
• 2.- Transmisión de ondas en medios heterogéneos.
• 3.- Tubo de Quincke
• 4.- Tubo de Kundt.
• 5.- placa de chladni.
• 6.- Transmisión de ondas en líquidos.

Es un curso 90% experimental, y será apoyado por trabajo teórico previamente revisado por los asistentes. Los asistentes al curso tendrán diez horas de las cuarenta horas con las que cuenta el curso para la realización de su investigación.

Mín / Máx de alumnos: Mínimo 15, máximo 30.
La apertura del curso está sujeta al mínimo de inscritos.